干热岩储层高温条件下岩石力学特性研究

为了更准确掌握高温条件下干热岩储层的岩石力学性质,进一步指导干热岩钻井施工,通过室内试验进行了实时高温条件下的巴西劈裂试验、剪切试验、单轴压缩试验。单一试验采用同一钻孔同一深度采取的岩样,通过高低温箱控制器设置温度和恒温时间,以恒位移速率0.1 mm/min对试样进行加载,减少岩石宏观力学性质的离散性和试验过程偏差对试验结果的不利影响。试验样品为山东省文登—荣成—威海地区LGZK1井采取的二长花岗岩,通过获得试样破坏时的最大荷载值和变形数据,计算其抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量等力学性质参数,分析实时高温条件下岩石内部破坏机理和岩石强度差异。研究结果表明,在200℃以内,花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度升高、抗拉强度降低;随着温度的进一步升高,花岗岩的抗剪强度和单轴抗压强度降低,而抗拉强度持续降低;储层岩体温度和应力的升高,将使岩石的硬度增加、塑性增强。这些认识可为高热流花岗岩岩石力学性质的进一步研究提供基本参数,为高热流花岗岩型干热岩资源勘探开发过程中碎岩机具的选型、钻井工艺的选择、井壁稳定的控制等提供参考依据。

干热岩储层多簇缝网压裂热流固顺序耦合模型研究

针对干热岩储层压裂的热流固耦合模型计算复杂且难以实现大规模多簇缝网压裂模拟的问题,提出了一种干热岩压裂顺序耦合模拟方法,建立了单簇裂缝和多簇缝网的裂缝扩展热流固顺序耦合模型,实现了大规模干热岩多簇缝网压裂的热流固顺序耦合模拟。利用多簇缝网热流固顺序耦合模型讨论了地层温度、干热岩脆性指数、应力场、排量等关键参数对多簇缝网扩展的影响。模拟结果表明:较高的温差、较大的岩石脆性指数以及较大的注入排量能促进缝网的扩展,而较大的应力差不利于缝网的扩展。